Нейробиология роста. Как запрограммировать свой мозг на обучение новым навыкам
Шрифт:
В дополнение к нейробиологии есть множество других научных дисциплин, изучающих мозг, мышление и поведение и включающих в себя антропологию, психиатрию и психологию. Общими усилиями этих ученых формируется подробная «дорожная карта», которую каждый может эффективно использовать для обучения себя и других.
Ниже представлен обзор основных достижений, сделанных за последние пять лет и помогающих лучше понять, как мозг учится. Они легли в основу рекомендаций, изложенных в книге (тем, кто читал первое издание этой книги, новые данные помогут расширить и углубить приобретенные ранее знания). Эти достижения можно разбить на следующие категории:
• новые технологии визуализации мозговых процессов и их анализа;
• новые неврологические
• новые представления о том, как происходит в мозгу творческий процесс;
• новые методы манипулирования мозгом и нервной системой;
• новое понимание того, как может быть использован в учебном процессе искусственный интеллект и виртуальная реальность;
Новые технологии и статистические данные
Достижения в медицинской науке и технике ныне позволяют исследователям проникать внутрь мозга и тела человека. Современные технологии позволяют визуализировать мозговую активность. Компьютерная томография (КТ) сканирует мозг наподобие рентгенографии и дает возможность наблюдать различные участки мозга. Магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет следить за движением крови в мозгу и выявлять активизацию тех или иных структур или областей мозга. Наконец, есть еще позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), которая позволяет создавать детальные цветные и даже трехмерные изображения внутренних тканей. Все эти томографы представляют собой достаточно большие аппараты, рассчитанные на размещение человека внутри, в своего рода трубе, а значит, они не подходят для исследования мозговой активности при групповом взаимодействии, а также в движении.
Есть и другие новые инструменты, более компактные и транспортабельные, позволяющие ученым изучать мозговую деятельность людей, занятых обычными делами в повседневной обстановке. К числу этих технологий относится электроэнцефалография (ЭЭГ), позволяющая отслеживать электрическую активность в мозгу и изображать ее в форме волн. Кроме того, есть еще магнитоэнцефалография (МЭГ), где в одном устройстве сочетаются МРТ и ЭЭГ и данные сливаются в более сложную картину. Ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС) позволяет исследователям видеть уровни окисления крови и сгорания глюкозы, а транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) активизирует определенные области мозга с помощью неинвазивного электрического тока. Все эти технологии и инструменты дают ученым возможность рассматривать мозг под разными углами и на разных уровнях – от крупных областей до мелких структур и даже отдельных нейронов.
Новые инструменты позволяют изучать мозг на разных уровнях анализа
В дополнение к этим новым технологиям ученые используют огромные объемы статистической информации, позволяющие рассматривать большие группы людей и в то же время углубляться в индивидуальные различия между ними. Одним из важных прорывов за последние пять лет стало то, что ученые могут анализировать большие объемы данных, получаемых благодаря разным методикам, и складывать их в целостную и объективную картину. Это позволило выйти на новый уровень понимания мозга как сложнейшего «сетевого» органа. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско визуализировали часть этой информации в форме видеоролика, получившего название «Стеклянный мозг» (The Glass Brain; вы можете найти его на YouTube и Vimeo). Это невероятное видео показывает, как функционирует наш мозг.
Это напоминает мне фильм «Фантастическое путешествие» (Fantastic Voyage), который я очень любила в детстве. По сюжету фильма кровяной сгусток грозит проникнуть в мозг выдающегося
Но все эти сказочные технологии не лишены недостатков. Весьма поучительна в этой связи история с дохлым лососем. Доктор Крейг Беннет, нейрофизиолог из Дартмутского университета, готовился к эксперименту, предполагавшему функциональную магнитно-резонансная томографию (фМРТ) мозга людей в процессе рассматривания ими различных фотографий. Чтобы отрепетировать и отладить эту процедуру, ученый и его помощники решили использовать в качестве испытуемого не человека, а приобретенного на рынке свежего лосося. Поместив лосося в томограф, они приступили к сканированию мозга рыбы. К изумлению ученых, аппарат фМРТ зафиксировал активность в мозгу дохлого лосося, что было совершенно невозможно. Оказалось, что эта аппаратура иногда может выдавать ложноположительные результаты, что заставило ученых задуматься о необходимости не только статистической калибровки результатов для нейтрализации подобных ошибок, но и перепроверки всех ранее полученных результатов. Описанный случай, имевший место в 2009 году, вызвал немало шума в научном сообществе, потому что к тому времени неоткорректированные должным образом данные использовали в своей работе от 25 до 40 процентов исследователей. Группа доктора Беннета за данное открытие была удостоена Шнобелевской премии, и ей была посвящена большая статья в журнале Scientific American, автор которой писал: «К тому моменту, как на прошлой неделе эта группа была удостоена Шнобелевской премии, доля ученых, использующих потенциально недостоверные данные, сократилась до 10 процентов. Кто знает, быть может, отчасти благодарить за это надо дохлую рыбу».
2. Неврологические доказательства теории множественного интеллекта
В настоящее время появились убедительные неврологические доказательства справедливости теории множественного интеллекта, выдвинутой в 1980-е годы Говардом Гарднером, профессором высшей педагогической школы Гарвардского университета. Он утверждал, что человек умен по-разному и что его ум не ограничивается двумя типами интеллекта (логико-математическим и лингвистическим), которые можно оценить при помощи тестов на IQ и большинства стандартных школьных тестов. Гарднер описывает следующие типы интеллекта:
1. Лингвистический: способность изучать языки, анализировать информацию или создавать продукты, связанные с использованием устной или письменной речи. Писатели, юристы и ораторы обладают высоким уровнем лингвистического интеллекта.
2. Логико-математический: способность строить уравнения и выводить доказательства, делать расчеты и решать абстрактные задачи, а также выявлять закономерности, дедуктивно рассуждать и мыслить логически. Такая форма интеллекта чаще всего ассоциируется с математическим мышлением.
3. Музыкальный: способность создавать, запоминать и понимать различные звуковые композиции, а также распознавать и комбинировать высоту и ритм музыкальных тонов. Развитым музыкальным интеллектом обладают музыканты, композиторы.
4. Телесно-кинестетический: способность использовать свое тело, ментально координировать его движения. Эта форма интеллекта развита у спортсменов и танцоров.
5. Пространственный: способность распознавать пространственные образы различного масштаба и манипулировать ими. Это может относиться как к открытому пространству, с которым приходится иметь дело мореплавателям и летчикам, так и к замкнутому, с которым приходится иметь дело скульпторам, хирургам, шахматистам, художникам, архитекторам.